CN108386712A - 一种用于防跌保护设备的放气装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于防跌保护设备的放气装置，包括气瓶，所述气瓶内装有压缩气体，其结构特点是：所述气瓶装在气瓶容器中，气瓶顶部的瓶口通过可刺穿的密封材料密封；固定于所述气瓶容器顶端具有内部导气通孔的空心刺针悬空对准瓶口，所述空心刺针上端通过单向阀与导气管相连，所述导气管与防跌保护气囊相连；所述气瓶容器底部设置有气瓶推动机构，所述气瓶推动机构可在有跌倒危险时推动气瓶向上快速弹起，使得所述空心刺针刺穿密封气瓶瓶口的密封材料，从而通过空心刺针、导气管向防跌保护气囊充气。本放气装置放气反应时间短，用于防跌保护设备防跌效果好；且整体体积小，重量轻，结构简单。

Description

一种用于防跌保护设备的放气装置
技术领域
本发明涉及一种放气装置，具体涉及一种用于防跌保护设备的放气装置。
背景技术
我国已经步入老龄化国家，而根据中国人口信息研究中心的调查统计，2015年60岁及以上人口达到2.22亿，占总人口的16.15％。预计到2020年，老年人口达到2.48亿，老龄化水平达到17.17％，其中80岁以上老年人口将达到3067万人；2025年，六十岁以上人口将达到3亿，中国将成为超老年型国家。随着年龄的增长，人体各部分机能都会衰退，身体敏捷性和反应能力会越来越差，同时人体骨骼钙质也不断流失，使老年人骨质疏松的症状也越来越明显，因受这些因数的影响，老年人会经常发生意外跌倒，可以说老年人普遍面临的一个健康威胁就是意外跌倒。在跌倒所引起的损伤中，髋骨骨折的后果最为严重，约有20％的髋骨骨折病人在骨折后的1年内死亡，约40％的病人身体不能恢复到骨折前状态，同时还要遭受着身体和精神的折磨。
现有技术已经开发了一些防跌保护设备。通过加速度传感器等预测是否存在跌倒危险，在存在跌倒危险时，通过向布置于衣服上的气囊充气防止损伤。现有技术对于给气囊充气的放气装置也进行了相关研究，专利CN205757349U公布了一种爆炸式气体发生的气囊.当需要打开气囊时，其单片机控制点火装置点火，促成爆炸装置发生爆炸，产生大量气体使气囊膨胀。但此种方式，危险性高，爆炸发生的温度一般超过200℃，不易控制，且受爆炸物化学性质影响不能长时间储存。专利CN104872860，涉及一种电磁式放气装置。气瓶口平时由电磁阀关闭。需要充气时，电磁阀打开，从而给气囊充气。而受制于压缩气瓶的高压强特性，电测阀平时状态下会产生气体泄漏，从而影响气囊的迅速打开，甚至失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于防跌保护设备的放气装置。本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种用于防跌保护设备的放气装置，包括气瓶，所述气瓶内装有压缩气体，其结构特点是：所述气瓶装在气瓶容器中，气瓶顶部的瓶口通过可刺穿的密封材料密封；固定于所述气瓶容器顶端具有内部导气通孔的空心刺针悬空对准瓶口，所述空心刺针上端通过单向阀与导气管相连，所述导气管与防跌保护气囊相连；所述气瓶容器底部设置有气瓶推动机构，所述气瓶推动机构可在有跌倒危险时推动气瓶向上快速弹起，使得所述空心刺针刺穿密封气瓶瓶口的密封材料，从而通过空心刺针、导气管向防跌保护气囊充气；
所述气瓶推动机构包括设置在气瓶容器底部的压缩弹簧，设置于压缩弹簧与气瓶底部之间的隔板和卡紧隔板从而使所述隔板压紧压缩弹簧的卡紧组件；所述卡紧组件包括至少两个齿轮卡销，齿轮卡销的卡销部用于压紧隔板，齿轮卡销的齿轮部通过固定于气瓶容器上的驱动部件驱动转动；所述驱动部件与跌倒预警系统相连，当有跌倒危险时，驱动部件驱动齿轮卡销的齿轮部转动，从而带动齿轮卡销的卡销部从隔板上移开。
本发明的使用原理是：
当跌倒预警系统预测到有跌倒危险时，驱动部件启动，驱动齿轮卡销的齿轮部转动，从而带动齿轮卡销的卡销部从隔板上移开。压缩弹簧释放，压缩弹簧推动隔板向上弹起，气瓶底部与隔板接触，隔板直接推动气瓶。从而推动气瓶向上快速移动，使得气瓶的瓶口处撞击空心刺针，空心刺针刺破气瓶瓶口密封材料。压缩气体通过空心刺针的通孔，单向阀和导气管向防跌保护气囊充气。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
一、采用空心刺针直接刺破气瓶瓶口密封材料，不用将刺针回退即可实现气瓶的放气，缩短了放气反应时间，用于防跌保护设备防跌效果更好；且该结构减少了外围密闭气室等结构，整体体积小，重量轻，结构简单。
二、采用压缩弹簧推动气瓶向上撞击空心刺针刺破瓶口，相比现有技术缩短刺破过程，缩短放气反应时间，用于防跌保护设备防跌效果更好；且该结构设计整体体积小、重量轻、结构简单、成本低。
三、齿轮卡销的齿轮部转动很小的角度就可以使齿轮卡销的卡销部从隔板上移开，解除压缩弹簧的压缩锁止状态，触发弹簧推动气瓶运动，从而刺破瓶口，缩短放气反应时间。
进一步，本发明所述气瓶内的压缩气体为液态二氧化碳。二氧化碳气体是惰性气体，不可燃不易爆，比较安全，本发明液态二氧化碳是由原料二氧化碳气体，经过精制、压缩、冷却液化、灌装而制成的。
进一步，本发明所述空心刺针包括至少三个平行于刺针方向的导气通孔。
在刺破瓶口时，相比现有单孔刺针，包括至少三个导气通孔的刺针其尖端与瓶口的接触面积小，更容易刺破瓶口；且在刺破瞬间，相比现有单孔刺针，其导孔切面积小，在导孔切面刚进入瓶口到完全进入瓶口这段时间所造成的气体泄漏量更少。
进一步，本发明气瓶的瓶身与气瓶容器之间填充有低摩擦系数的软性材料。
这样，可以固定气瓶运动的轨道，同时减小工作时的噪声。
进一步，本发明所述低摩擦系数的软性材料包括为聚四氟乙烯或尼龙材料。
进一步，本发明所述卡紧组件的齿轮卡销包括左齿轮卡销和右齿轮卡销，左齿轮卡销的卡销部压紧隔板的左侧边缘，右齿轮卡销的卡销部压紧隔板的右侧边缘；左齿轮卡销的齿轮部和右齿轮卡销的齿轮部均通过固定于气瓶容器上的驱动部件驱动转动。
上述左齿轮卡销的齿轮部和右齿轮卡销的齿轮部均通过固定于气瓶容器上的驱动部件驱动转动的一种优选具体实现方式是：所述左齿轮卡销的齿轮部和右齿轮卡销的齿轮部啮合，驱动部件包括步进电机，步进电机的输出轴与所述左齿轮卡销的齿轮轴固定连接。
这样，只需一个步进电机即可实现左齿轮卡销的齿轮部和右齿轮卡销的齿轮部同时转动，使左齿轮卡销的卡销部和右齿轮卡销的卡销部同时从隔板上移开。
上述左齿轮卡销的齿轮部和右齿轮卡销的齿轮部均通过固定于气瓶容器上的驱动部件驱动转动的另一种优选具体实现方式是：所述驱动部件包括由步进电机驱动转动的主动齿轮，与所述主动齿轮啮合的传动齿轮，所述主动齿轮和传动齿轮分别与左齿轮卡销的齿轮部和右齿轮卡销的齿轮部啮合。
这样，只需一个步进电机即可实现左齿轮卡销的齿轮部和右齿轮卡销的齿轮部同时转动，可以通过调整传动齿轮的齿比，减小所需的力矩，减小步进电机所需的功率，从而降低步进电机的成本；步进电机只需转动很小的角度就可以使两侧齿轮卡销的卡销部从隔板上移开。
附图说明
图1为本发明实施例一整体结构示意图。
图2为本发明实施例一空心刺针的结构示意图。
图3为本发明实施例二整体结构示意图。
具体实施方式
实施例一
图1示出，本发明的一种具体实施方式是：一种用于防跌保护设备的放气装置，包括气瓶1.0，所述气瓶1.0内装有压缩气体，其结构特点是：所述气瓶1.0装在气瓶容器2.0中，气瓶1.0顶部的瓶口通过可刺穿的密封材料密封；固定于所述气瓶容器2.0顶端具有内部导气通孔3.1的空心刺针3.0悬空对准瓶口，所述空心刺针3.0上端通过单向阀4.0与导气管5.0相连，所述导气管5.0与防跌保护气囊相连；所述气瓶容器2.0底部设置有气瓶推动机构6.0，所述气瓶推动机构6.0可在有跌倒危险时推动气瓶1.0向上快速弹起，使得所述空心刺针3.0刺穿密封气瓶1.0瓶口的密封材料，从而通过空心刺针3.0、导气管5.0向防跌保护气囊充气；
所述气瓶推动机构6.0包括设置在气瓶容器2.0底部的压缩弹簧6.1，设置于压缩弹簧6.1与气瓶1.0底部之间的隔板6.2和卡紧隔板6.2从而使所述隔板6.2压紧压缩弹簧6.1的卡紧组件；所述卡紧组件包括至少两个齿轮卡销6.3，齿轮卡销6.3的卡销部6.5用于压紧隔板6.2，齿轮卡销6.3的齿轮部6.4通过固定于气瓶容器2.0上的驱动部件驱动转动；所述驱动部件与跌倒预警系统相连，当有跌倒危险时，驱动部件驱动齿轮卡销6.3的齿轮部6.4转动，从而带动齿轮卡销6.3的卡销部6.5从隔板6.2上移开。
本例中所述气瓶1.0内的压缩气体为液态二氧化碳。本例采用的气瓶1.0为22g规格的微型二氧化碳钢瓶装(气瓶尺寸为22mm(直径)*89mm)。22g液态二氧化碳在标准大气压下的体积约为11.2L，可满足防跌保护气囊的使用需求。
本例中所述空心刺针3.0包括四个平行于刺针方向的导气通孔3.1，具体结构如图2所示。当空心刺针插破气瓶1.0瓶口的密封材料，气化的二氧化碳气体通过导气通孔3.1排出。
本例中所述卡紧组件的齿轮卡销6.3包括左齿轮卡销6.3a和右齿轮卡销6.3b，左齿轮卡销6.3a的卡销部6.5a压紧隔板6.2的左侧边缘，右齿轮卡销6.3b的卡销部6.5b压紧隔板6.2的右侧边缘；左齿轮卡销6.3a的齿轮部6.4a和右齿轮卡销6.3b的齿轮部6.4b均通过固定于气瓶容器2.0上的驱动部件驱动转动；所述驱动部件包括由步进电机驱动转动的主动齿轮6.6，与所述主动齿轮6.6啮合的传动齿轮6.7，所述主动齿轮6.6和传动齿轮6.7分别与左齿轮卡销6.3a和右齿轮卡销6.3b啮合。
本例中气瓶1.0瓶身与气瓶容器2.0之间有低摩擦系数的软性材料6.8，用于固定气瓶运动的轨道；本例中低摩擦系数的软性材料6.8为尼龙材料。
本例中步进电机采用28BYJ48，尺寸为28mm(直径)*29mm。
本例中整个放气装置尺寸为30mm(直径)*140mm。气瓶容器2.0，左侧齿轮6.4a、右侧齿轮6.4b、主动齿轮6.6和传动齿轮6.7均采用高强度塑料制造。整体机构重量可控制在400g以内，方便随身携带。
图1中，省略步进电机；同时省略跌倒预警系统、防跌保护气囊等与本发明发明点无关的部分。
实施例二
图3示出，本发明的另一种具体实施方式是：一种用于防跌保护设备的放气装置，包括气瓶1.0，所述气瓶1.0内装有压缩气体，其结构特点是：所述气瓶1.0装在气瓶容器2.0中，气瓶1.0顶部的瓶口通过可刺穿的密封材料密封；固定于所述气瓶容器2.0顶端具有内部导气通孔3.1的空心刺针3.0悬空对准瓶口，所述空心刺针3.0上端通过单向阀4.0与导气管5.0相连，所述导气管5.0与防跌保护气囊相连；所述气瓶容器2.0底部设置有气瓶推动机构6.0，所述气瓶推动机构6.0可在有跌倒危险时推动气瓶1.0向上快速弹起，使得所述空心刺针3.0刺穿密封气瓶1.0瓶口的密封材料，从而通过空心刺针3.0、导气管5.0向防跌保护气囊充气；
所述气瓶推动机构6.0包括设置在气瓶容器2.0底部的压缩弹簧6.1，设置于压缩弹簧6.1与气瓶1.0底部之间的隔板6.2和卡紧隔板6.2从而使所述隔板6.2压紧压缩弹簧6.1的卡紧组件；所述卡紧组件包括至少两个齿轮卡销6.3，齿轮卡销6.3的卡销部6.5用于压紧隔板6.2，齿轮卡销6.3的齿轮部6.4通过固定于气瓶容器2.0上的驱动部件驱动转动；所述驱动部件与跌倒预警系统相连，当有跌倒危险时，驱动部件驱动齿轮卡销6.3的齿轮部6.4转动，从而带动齿轮卡销6.3的卡销部6.5从隔板6.2上移开。
本例中所述气瓶1.0内的压缩气体为液态二氧化碳。本例采用的气瓶1.0为22g规格的微型二氧化碳钢瓶装(气瓶尺寸为22mm(直径)*89mm)。22g液态二氧化碳在标准大气压下的体积约为11.2L，可满足防跌保护气囊的使用需求。
本例中所述空心刺针3.0包括四个平行于刺针方向的导气通孔3.1，当空心刺针插破气瓶1.0瓶口的密封材料，气化的二氧化碳气体通过导气通孔3.1排出。
本例中气瓶1.0瓶身与气瓶容器2.0之间有低摩擦系数的软性材料6.8，用于固定气瓶运动的轨道；本例中低摩擦系数的软性材料6.8为聚四氟乙烯材料。
本例中所述卡紧组件的齿轮卡销(6.3)包括左齿轮卡销(6.3a)和右齿轮卡销(6.3b)，左齿轮卡销(6.3a)的卡销部(6.5a)压紧隔板(6.2)的左侧边缘，右齿轮卡销(6.3b)的卡销部(6.5b)压紧隔板(6.2)的右侧边缘；左齿轮卡销(6.3a)的齿轮部(6.4a)和右齿轮卡销(6.3b)的齿轮部(6.4b)均通过固定于气瓶容器(2.0)上的驱动部件驱动转动；所述驱动部件包括由步进电机驱动转动的主动齿轮(6.6)，与所述主动齿轮(6.6)啮合的传动齿轮(6.7)，所述主动齿轮(6.6)和传动齿轮(6.7)分别与左齿轮卡销(6.3a)和右齿轮卡销(6.3b)啮合。
图3中，省略步进电机；同时省略跌倒预警系统、防跌保护气囊等与本发明发明点无关的部分。

Claims (8)

1.一种用于防跌保护设备的放气装置，包括气瓶(1.0)，所述气瓶(1.0)内装有压缩气体，其特征在于：所述气瓶(1.0)装在气瓶容器(2.0)中，气瓶(1.0)顶部的瓶口通过可刺穿的密封材料密封；固定于所述气瓶容器(2.0)顶端具有内部导气通孔(3.1)的空心刺针(3.0)悬空对准瓶口，所述空心刺针(3.0)上端通过单向阀(4.0)与导气管(5.0)相连，所述导气管(5.0)与防跌保护气囊相连；所述气瓶容器(2.0)底部设置有气瓶推动机构(6.0)，所述气瓶推动机构(6.0)可在有跌倒危险时推动气瓶(1.0)向上快速弹起，使得所述空心刺针(3.0)刺穿密封气瓶(1.0)瓶口的密封材料，从而通过空心刺针(3.0)、导气管(5.0)向防跌保护气囊充气；
所述气瓶推动机构(6.0)包括设置在气瓶容器(2.0)底部的压缩弹簧(6.1)，设置于压缩弹簧(6.1)与气瓶(1.0)底部之间的格板(6.2)和卡紧隔板(6.2)从而使所述隔板(6.2)压紧压缩弹簧(6.1)的卡紧组件；所述卡紧组件包括至少两个齿轮卡销(6.3)，齿轮卡销(6.3)的卡销部(6.5)用于压紧隔板(6.2)，齿轮卡销(6.3)的齿轮部(6.4)通过固定于气瓶容器(2.0)上的驱动部件驱动转动；所述驱动部件与跌倒预警系统相连，当有跌倒危险时，驱动部件驱动齿轮卡销(6.3)的齿轮部(6.4)转动，从而带动齿轮卡销(6.3)的卡销部(6.5)从隔板(6.2)上移开。
2.根据权利要求1所述的一种用于防跌保护设备的放气装置，其特征在于：所述气瓶(1.0)内的压缩气体为液态二氧化碳。
3.根据权利要求1所述的一种用于防跌保护设备的放气装置，其特征在于：所述空心刺针(3.0)包括至少三个平行于刺针方向的导气通孔(3.1)。
4.根据权利要求1所述的一种用于防跌保护设备的放气装置，其特征在于：所述气瓶(1.0)的瓶身与气瓶容器(2.0)之间填充有低摩擦系数的软性材料(6.8)。
5.根据权利要求1所述的一种用于防跌保护设备的放气装置，其特征在于：所述低摩擦系数的软性材料(6.8)为聚四氟乙烯或尼龙材料。
6.根据权利要求1所述的一种用于防跌保护设备的放气装置，其特征在于：所述卡紧组件的齿轮卡销(6.3)包括左齿轮卡销(6.3a)和右齿轮卡销(6.3b)，左齿轮卡销(6.3a)的卡销部(6.5a)压紧隔板(6.2)的左侧边缘，右齿轮卡销(6.3b)的卡销部(6.5b)压紧隔板(6.2)的右侧边缘；左齿轮卡销(6.3a)的齿轮部(6.4a)和右齿轮卡销(6.3b)的齿轮部(6.4b)均通过固定于气瓶容器(2.0)上的驱动部件驱动转动。
7.根据权利要求6所述的一种用于防跌保护设备的放气装置，其特征在于：所述左齿轮卡销(6.3a)的齿轮部(6.4a)和右齿轮卡销(6.3b)的齿轮部(6.4b)啮合，驱动部件包括步进电机，步进电机的输出轴与所述左齿轮卡销(6.3a)的齿轮轴固定连接。
8.根据权利要求6所述的一种用于防跌保护设备的放气装置，其特征在于：所述驱动部件包括由步进电机驱动转动的主动齿轮(6.6)，与所述主动齿轮(6.6)啮合的传动齿轮(6.7)，所述主动齿轮(6.6)和传动齿轮(6.7)分别与左齿轮卡销(6.3a)的齿轮部(6.4a)和右齿轮卡销(6.3b)的齿轮部(6.4b)啮合。
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